Oplossingen voor het scheiden van gas en vloeistof ondersteunen koolstofafvangprocessen in de cementfabriek

Achtergrond

Cement is een essentieel materiaal in bijna alle bouwprojecten. Maar cement wordt gemaakt van kalksteen, dat bij afbraak veel CO2 uitstoot. De uitdaging is dat er geen groene vervanger voor kalksteen bestaat. De Europese cementfabrikant heeft een oplossing gevonden die hen zal helpen hun belofte na te komen om tegen 2050 koolstofneutraal te zijn. In hun fabriek in Noord-Europa wordt een grootschalige koolstofafvangfaciliteit gebouwd. Koolstofafvang is het proces waarbij CO2 uit grote emissiebronnen wordt verwijderd. Het doel van koolstofafvang is om het vrijkomen van CO2-emissies in de atmosfeer te beperken door het af te vangen en vervolgens veilig op te slaan, bijvoorbeeld in ondergrondse geologische formaties. De cementfabriek wordt achteraf uitgerust met koolstofafvang. Als het volledig operationeel is, zal er 55 ton minder CO2 per uur worden uitgestoten, wat overeenkomt met de uitstoot van 180.000 auto's in een jaar. Overzicht van het koolstofafvangproces Rookgas wordt afgezonderd uit een fabrieksschoorsteen, die wordt verwarmd tussen 100°C tot 165°C, en vervolgens wordt afgekoeld tot 30°C in een directe contactkoeler. De temperatuur wordt verlaagd en natronloog wordt toegevoegd om zwaveldioxide en zoutzuur uit het rookgas te verwijderen. Het koude rookgas gaat vervolgens naar de bodem van een absorber. Daar reageren CO2-moleculen in het rookgas en binden ze zich met de aminevloeistof in een absorber om een rijke amineoplossing te worden. De rijke amineoplossing wordt vervolgens in een desorber gepompt waar het mengsel wordt verwarmd tot ongeveer 120°C, waardoor de binding tussen de aminemoleculen en de CO2 wordt verbroken. Het rijke aminemengsel wordt vervolgens verwarmd en na verwerking in de desorber blijft er zuiver CO2-gas over, dat vervolgens wordt gecomprimeerd en gedroogd in de compressiefaciliteit. De druk wordt in verschillende fasen verhoogd van 1,7 bar naar 70 bar, waarna het CO2-gas weer wordt afgekoeld en terugkeert naar zijn vloeibare toestand voordat de druk wordt verlaagd tot 16 bar. Vloeibaar CO2 is dan beschikbaar voor doorvoer en opslag.

De oplossing van MAN en Munters

MAN Energy Solutions-technologieën ondersteunen de winning van zuivere CO₂ uit de uitstoot van de fabriek. MAN levert de technologie voor de compressie van CO₂/superkritische CO₂, voor de vloeibaarmaking van CO₂ en voor warmte-terugwinning en warmte-integratie. Bij de Europese cementfabriek wordt de opgevangen CO₂ gecomprimeerd voordat deze wordt vloeibaar gemaakt en getransporteerd naar een permanente opslaglocatie. Warmteoverdracht is essentieel voor het verbeterde totale energieverbruik van de fabriek, waarbij MAN Energy Solutions warmte kan terugwinnen uit zijn compressiesystemen die bijna 50% van het energieverbruik van de fabriek dekken. MAN Energy Solutions heeft Munters ingeschakeld om kritisch gas-vloeistof scheidingsapparatuur te leveren. Met tientallen jaren ervaring in dit soort toepassingen, deskundige ondersteuning en tevreden klanten wereldwijd, was Munters de perfecte partner voor MAN. Munters knock-out trommels, of KO-trommels, werden gekozen voor gebruik in de compressiefasen van het koolstofafvangproces bij de cementfabriek om condensaat of vloeistofoverslag in verschillende fasen te beheersen, bijvoorbeeld wanneer CO₂-gas wordt vloeibaar gemaakt voor transport. Ook werden bovenste separators geleverd voor gebruik in het vat om de vloeistofscheiding te verbeteren en de prestaties te verhogen. De KO-trommels zijn uitgerust met een IDM, een geavanceerd type inlaatverdeler die vloeistofmengsels in een vat of kolom brengt. Het verwijdert vloeistofslugs en optimaliseert de gasstroom stroomafwaarts. De vloeistofverwijderingscapaciteit van de IDM is zeer hoog, met een efficiëntie van ongeveer 90%. Het is ontworpen om zeer grote vloeistoffracties en slugs aan te kunnen, terwijl het een lage drukval en een zeer hoge weerstand tegen vervuiling heeft. De IDM verwijdert niet alleen het grootste deel van de vloeistof, maar verdeelt ook de gasstroom gelijkmatig verder. De IDM heeft schuine schoepen die de binnenkomende gasstroom verdelen, de snelheid radicaal verminderen, waardoor vloeistoffen samensmelten en naar beneden in het vat draineren. Dit vermindert de meegevoerde vloeistofinhoud met tot wel 90% en verdeelt de gasstroom gelijkmatiger. Gescheiden vloeistoffen worden vanaf de onderkant van het vat afgevoerd om het risico op herinslag te elimineren. De IDM is ook effectief in het behandelen en normaliseren van de stroming van schuimende en zeer viskeuze vloeistoffen. Schone technologieën van Munters in CCS Munters gas-vloeistof scheiders helpen overal waar vloeistoffen en gassen gescheiden moeten worden. Energiecentrales, maritieme sector, staalindustrie en andere procesindustrieën profiteren allemaal van de toonaangevende expertise van Munters. Munters gas-vloeistof scheiding verbetert de procesproductiviteit, vermindert emissies en helpt de ecologische voetafdruk van onze klanten te verkleinen. Gas-vloeistof scheiding is slechts een van de schone technologieën van Munters. Daarnaast kan Munters ook massatransporttechnologie aanbieden voor verschillende unitoperatieprocessen in CCS-toepassingen, en VOC-reductie die vervuilende oplosmiddelen uit de lucht verwijdert. Schone technologieën van Munters verhogen de procesproductiviteit terwijl ze emissies verminderen en de koolstofvoetafdruk verkleinen. Technologieën die schone lucht aan de wereld leveren.